JP6402019B2

JP6402019B2 - Electrospray equipment

Info

Publication number: JP6402019B2
Application number: JP2014253103A
Authority: JP
Inventors: 靖典橋本; 顕真本田; 清人山本; 辰男畠山
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2018-10-10
Anticipated expiration: 2034-12-15
Also published as: JP2016112504A

Description

この発明は、エレクトロスプレー装置に関し、特に、ノズルから噴霧された溶液材料を、基板に薄膜として堆積させるエレクトロスプレー装置に関する。 The present invention relates to an electrospray apparatus, and more particularly, to an electrospray apparatus that deposits a solution material sprayed from a nozzle as a thin film on a substrate.

従来、ノズルから噴霧された溶液材料を基板に薄膜として堆積させるエレクトロスプレー装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。 Conventionally, an electrospray apparatus that deposits a solution material sprayed from a nozzle as a thin film on a substrate is known (see, for example, Patent Document 1).

上記特許文献１には、基板が載置されるプレートと、電圧が印加された状態の溶液材料を基板に噴霧するノズルとを備えるエレクトロスプレー装置が開示されている。このエレクトロスプレー装置では、ノズルは、先端が平坦な円筒形状を有する。そして、基板とノズルとの間に生じた電界により、ノズルの先端から基板に溶液材料が飛行することによって、基板に溶液材料が薄膜として堆積される。 Patent Document 1 discloses an electrospray apparatus that includes a plate on which a substrate is placed and a nozzle that sprays a solution material in a state where a voltage is applied to the substrate. In this electrospray apparatus, the nozzle has a cylindrical shape with a flat tip. Then, the solution material flies to the substrate from the tip of the nozzle by the electric field generated between the substrate and the nozzle, so that the solution material is deposited on the substrate as a thin film.

一方、上記特許文献１に記載のような従来のエレクトロスプレー装置では、水のような表面張力の大きい溶媒を用いて塗布する場合、溶液材料の一部が表面張力によって小さな液滴にならずに、比較的大きな液滴が残存した状態でノズルの先端から基板に溶液材料が飛行し、薄膜の膜厚が不均一になるという不都合がある。この不都合を解消するために、従来では、直径の小さな円筒形状のノズルを用いることが提案されている。これにより、ノズルの先端に電界が集中するので、水のような表面張力の大きい溶媒を塗布する場合でも、比較的大きな液滴が残存することを抑制することが可能になる。 On the other hand, in the conventional electrospray apparatus as described in Patent Document 1, when applying using a solvent having a large surface tension such as water, a part of the solution material does not become a small droplet due to the surface tension. There is a disadvantage that the solution material flies from the tip of the nozzle to the substrate in a state where relatively large droplets remain, and the film thickness of the thin film becomes non-uniform. In order to eliminate this inconvenience, it has been conventionally proposed to use a cylindrical nozzle having a small diameter. As a result, the electric field concentrates on the tip of the nozzle, so that even when a solvent having a large surface tension such as water is applied, it is possible to suppress the relatively large droplets from remaining.

特開２０１４−１４７８９１号公報JP 2014-147891 A

しかしながら、直径の小さな円筒形状のノズルが用いられるエレクトロスプレー装置では、比較的大きな液滴が残存することを抑制することが可能である一方、ノズルの直径が小さい分、溶媒の吐出量が少なくなるという問題点がある。 However, in an electrospray apparatus in which a cylindrical nozzle having a small diameter is used, it is possible to suppress a relatively large droplet from remaining. There is a problem.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、比較的大きな液滴が残存することを抑制しながら、溶液材料の吐出量が少なくなることを抑制して塗布することが可能なエレクトロスプレー装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to reduce the discharge amount of the solution material while suppressing the remaining of relatively large droplets. It is an object of the present invention to provide an electrospray apparatus that can be applied while suppressing this.

上記目的を達成するために、この発明の一の局面によるエレクトロスプレー装置は、金属製のノズルに電圧を印加することにより、ノズルから噴霧された溶液材料を、基板に薄膜として堆積させるエレクトロスプレー装置であって、溶液材料を噴霧するノズルを備え、ノズルの先端部は、先端に向かってノズルの直径が小さくなる形状を有し、ノズルの先端部の近傍には、溶液材料が吐出される吐出用穴部が設けられており、吐出用穴部は、ノズルの側面に設けられている。 In order to achieve the above object, an electrospray apparatus according to one aspect of the present invention is an electrospray apparatus that deposits a solution material sprayed from a nozzle as a thin film on a substrate by applying a voltage to a metal nozzle. a is discharged, a nozzle for spraying a solution material, the tip of the nozzle, have a shape that the diameter of the nozzle becomes smaller toward the tip, in the vicinity of the tip of the nozzle, the solution material is discharged A hole is provided, and the discharge hole is provided on the side surface of the nozzle .

この一の局面によるエレクトロスプレー装置では、上記のように、ノズルの先端部を、先端に向かってノズルの直径が小さくなる形状を有するように構成することによって、ノズルの先端において電界が集中するので、水のような表面張力の大きい溶媒を用いて塗布する場合でも、集中した電界により溶液材料を小さな液滴にすることができる。また、先端まで直径が均一なノズルの場合に比べ、比較的大きな穴径であっても所定の大きさの電界をノズルの先端に形成することができるため、溶液材料の吐出量が少なくなることを抑制することができる。これらにより、比較的大きな液滴が残存することを抑制しながら、溶液材料の吐出量が少なくなることを抑制して塗布することができる。 In the electrospray apparatus according to this aspect, as described above, the electric field concentrates at the tip of the nozzle by configuring the tip of the nozzle so that the diameter of the nozzle decreases toward the tip. Even when coating is performed using a solvent having a large surface tension such as water, the solution material can be made into small droplets by the concentrated electric field. In addition, compared to a nozzle having a uniform diameter up to the tip, an electric field of a predetermined magnitude can be formed at the tip of the nozzle even with a relatively large hole diameter, so that the discharge amount of the solution material is reduced. Can be suppressed. By these, it can apply | coat, suppressing that the discharge amount of solution material becomes small, suppressing that a comparatively big droplet remains.

また、ノズルの先端部の近傍には、溶液材料が吐出される吐出用穴部が設けられている。これにより、ノズルの先端部の近傍に設けられる吐出用穴部から吐出される溶液材料が、ノズルの先端部の電界によりノズルの先端部側に移動するので、溶液材料をノズルの先端部に連続して供給することができる。その結果、溶液材料を連続して飛行させることができる。 In the vicinity of the tip of the nozzle, the ejection hole portion of the solution material is discharged is provided. As a result , the solution material discharged from the discharge hole provided in the vicinity of the nozzle tip moves to the nozzle tip side due to the electric field at the nozzle tip, so that the solution material continues to the nozzle tip. Can be supplied. As a result, the solution material can fly continuously.

また、吐出用穴部は、ノズルの側面に設けられている。これにより、ノズルの先端部が先端に向かって直径が小さくなる形状を有することに起因して、ノズルの先端部に吐出用穴部を形成することが困難な場合でも、容易に、吐出用穴部をノズルの側面に形成することができる。また、ノズルの先端部（先端）に吐出用穴部を形成する場合と異なり、ノズルの先端を尖らせることができるので、先端に電界をより集中させることができる。これにより、比較的大きな液滴が残存することをより抑制することができるとともに、電界がより集中する分、溶液材料の塗布範囲（スプレー径）を大きくすることができる。 The discharge hole is provided on the side surface of the nozzle. Accordingly , even when it is difficult to form the discharge hole at the tip of the nozzle due to the fact that the tip of the nozzle has a shape whose diameter decreases toward the tip, the discharge hole can be easily formed. The part can be formed on the side surface of the nozzle. Further, unlike the case where the discharge hole is formed at the tip (tip) of the nozzle, the tip of the nozzle can be sharpened, so that the electric field can be more concentrated on the tip. As a result, it is possible to further suppress the relatively large droplets from remaining, and to increase the application range (spray diameter) of the solution material as the electric field concentrates more.

本発明によれば、上記のように、比較的大きな液滴が残存することを抑制しながら、溶液材料の吐出量が少なくなることを抑制して塗布することができる。 According to the present invention, as described above, application can be performed while suppressing a decrease in the discharge amount of the solution material while suppressing a relatively large droplet from remaining.

本発明の一実施形態によるエレクトロスプレー装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the electrospray apparatus by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるエレクトロスプレー装置のノズルの断面図である。It is sectional drawing of the nozzle of the electrospray apparatus by one Embodiment of this invention. 参考例によるエレクトロスプレー装置のノズルの断面図である。It is sectional drawing of the nozzle of the electrospray apparatus by a reference example . 比較例によるエレクトロスプレー装置のノズルの断面図である。It is sectional drawing of the nozzle of the electrospray apparatus by a comparative example. ノズルから噴霧された溶液材料のスプレー径の大きさについて行った実験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the experiment conducted about the magnitude | size of the spray diameter of the solution material sprayed from the nozzle. 電気力線の広がりを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the breadth of an electric force line. 本発明の一実施形態の第１変形例によるエレクトロスプレー装置のノズルの断面図である。It is sectional drawing of the nozzle of the electrospray apparatus by the 1st modification of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の第２変形例によるエレクトロスプレー装置のノズルの断面図である。It is sectional drawing of the nozzle of the electrospray apparatus by the 2nd modification of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の第３変形例によるエレクトロスプレー装置のノズルの断面図である。It is sectional drawing of the nozzle of the electrospray apparatus by the 3rd modification of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の第４変形例によるエレクトロスプレー装置のノズルの断面図である。It is sectional drawing of the nozzle of the electrospray apparatus by the 4th modification of one Embodiment of this invention.

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.

（本実施形態）
図１および図２を参照して、本実施形態によるエレクトロスプレー装置１００の構成について説明する。 ( This embodiment)
The configuration of the electrospray apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

図１に示すように、エレクトロスプレー装置１００は、ノズル１と、アースプレート２とを備えている。また、ノズル１とアースプレート２との間には、図示しないマスクが設けられている。また、アースプレート２の表面上（Ｚ２方向側の表面上）には、基板２００が配置されている。 As shown in FIG. 1, the electrospray apparatus 100 includes a nozzle 1 and a ground plate 2. A mask (not shown) is provided between the nozzle 1 and the earth plate 2. A substrate 200 is disposed on the surface of the earth plate 2 (on the surface in the Z2 direction side).

ノズル１は、金属製である。そして、金属製のノズル１に電圧を印加することにより、溶液材料に電圧が印加されて、溶液材料が下方（Ｚ２方向）から上方（Ｚ１方向）に向かって噴霧される。これにより、ノズル１から噴霧された溶液材料が、基板２００に薄膜（図示せず）として堆積される。 The nozzle 1 is made of metal. Then, by applying a voltage to the metal nozzle 1, a voltage is applied to the solution material, and the solution material is sprayed from below (Z2 direction) to above (Z1 direction). Thereby, the solution material sprayed from the nozzle 1 is deposited on the substrate 200 as a thin film (not shown).

ここで、本実施形態では、図２に示すように、ノズル１の先端部１１は、先端１２に向かってノズル１の直径Ｄ１が小さくなる形状を有する。具体的には、ノズル１は、先端部１１と、先端部１１以外の根元部１３とを含む。ノズル１は、先端部１１と根元部１３とが溶接されることにより形成されている。 Here, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the tip 11 of the nozzle 1 has a shape in which the diameter D <b> 1 of the nozzle 1 decreases toward the tip 12. Specifically, the nozzle 1 includes a tip portion 11 and a root portion 13 other than the tip portion 11. The nozzle 1 is formed by welding the tip portion 11 and the root portion 13.

先端部１１は、直径Ｄ１が一定である第１部分１１ａと、先端１２に向かって直径Ｄ１が小さくなる円錐形状を有する第２部分１１ｂとを含む。また、先端部１１には、溶液材料が流通する後述する流路１４は設けられていない。また、円錐形状の先端部１１を、先端１２を通るＸ−Ｚ平面に沿って切断した断面において、先端部１１の角度θ１は、略６０度である。 The tip portion 11 includes a first portion 11a having a constant diameter D1 and a second portion 11b having a conical shape in which the diameter D1 decreases toward the tip 12. Further, the distal end portion 11 is not provided with a later-described flow path 14 through which the solution material flows. Further, in the cross section obtained by cutting the conical tip portion 11 along the XZ plane passing through the tip 12, the angle θ1 of the tip portion 11 is approximately 60 degrees.

また、根元部１３は、円筒形状を有し、内部に、溶液材料が流通する流路１４が設けられている。根元部１３は、直径Ｄ２を有するとともに、流路１４は、直径Ｄ３を有する。また、根元部１３の直径Ｄ２および流路１４の直径Ｄ３は、Ｚ１方向側からＺ２方向側にわたって一定である。たとえば、根元部１３の直径Ｄ２は、０．５１ｍｍであり、流路１４の直径Ｄ３は、０．２５ｍｍである。 The root portion 13 has a cylindrical shape, and a flow path 14 through which the solution material flows is provided inside. The root portion 13 has a diameter D2, and the flow path 14 has a diameter D3. Further, the diameter D2 of the root portion 13 and the diameter D3 of the flow path 14 are constant from the Z1 direction side to the Z2 direction side. For example, the diameter D2 of the root portion 13 is 0.51 mm, and the diameter D3 of the flow path 14 is 0.25 mm.

また、本実施形態では、ノズル１の先端部１１の近傍には、溶液材料が吐出される吐出用穴部１５が設けられている。具体的には、吐出用穴部１５は、Ｘ方向から見た吐出用穴部１５の中心が先端部１１の先端１２からＺ方向に沿って距離Ｌだけ隔てるように配置されている。たとえば、距離Ｌは、１．０ｍｍである。また、吐出用穴部１５は、流路１４に連通するように設けられている。 In the present embodiment, a discharge hole 15 through which the solution material is discharged is provided in the vicinity of the tip 11 of the nozzle 1. Specifically, the discharge hole 15 is disposed such that the center of the discharge hole 15 viewed from the X direction is separated from the tip 12 of the tip 11 by a distance L along the Z direction. For example, the distance L is 1.0 mm. Further, the discharge hole 15 is provided so as to communicate with the flow path 14.

また、本実施形態では、吐出用穴部１５は、ノズル１（根元部１３）の側面１６に設けられている。また、吐出用穴部１５は、流路１４が延びる方向であるＺ方向に直交するＸ方向に開口するように２つ設けられている。また、吐出用穴部１５の直径Ｄ４は、流路１４の直径Ｄ３と略等しい。そして、ノズル１に電圧が印加されることにより、先端部１１（先端１２）に電界が生じる。この電界により、図１に示すように、吐出用穴部１５から溶液材料が先端部１１（先端１２）側に移動する（吐出される）。 In the present embodiment, the discharge hole 15 is provided on the side surface 16 of the nozzle 1 (base portion 13). In addition, two discharge holes 15 are provided so as to open in the X direction orthogonal to the Z direction, which is the direction in which the flow path 14 extends. The diameter D4 of the discharge hole 15 is substantially equal to the diameter D3 of the flow path 14. When a voltage is applied to the nozzle 1, an electric field is generated at the tip 11 (tip 12). Due to this electric field, as shown in FIG. 1, the solution material moves (discharges) from the discharge hole portion 15 to the tip portion 11 (tip 12) side.

アースプレート２は、たとえば金属板から構成されており、平板形状を有する。アースプレート２は、薄膜の形成時に、基板２００に接触して基板２００を支持するとともに接地するように構成されている。 The earth plate 2 is made of, for example, a metal plate and has a flat plate shape. The earth plate 2 is configured to contact and support the substrate 200 and to be grounded when the thin film is formed.

次に、本実施形態の効果について説明する。 Next, the effect of this embodiment will be described.

本実施形態では、上記のように、ノズル１の先端部１１を、先端１２に向かってノズル１の直径Ｄ１が小さくなる形状を有するように構成することによって、ノズル１の先端１２において電界が集中するので、水のような表面張力の大きい溶媒を用いて塗布する場合でも、集中した電界により溶液材料を小さな液滴にすることができる。また、先端まで直径が均一なノズルの場合に比べ、比較的大きな穴径であっても所定の大きさの電界をノズル１の先端１２に形成することができるため、溶液材料の吐出量が少なくなることを抑制することができる。これらにより、比較的大きな液滴が残存することを抑制しながら、溶液材料の吐出量が少なくなることを抑制して塗布することができる。 In the present embodiment, as described above, the tip portion 11 of the nozzle 1 is configured to have a shape in which the diameter D1 of the nozzle 1 decreases toward the tip 12, so that the electric field is concentrated at the tip 12 of the nozzle 1. Therefore, even when applying using a solvent having a large surface tension such as water, the solution material can be made into small droplets by the concentrated electric field. Further, compared to a nozzle having a uniform diameter up to the tip, an electric field having a predetermined magnitude can be formed at the tip 12 of the nozzle 1 even with a relatively large hole diameter. It can be suppressed. By these, it can apply | coat, suppressing that the discharge amount of solution material becomes small, suppressing that a comparatively big droplet remains.

また、本実施形態では、上記のように、ノズル１の先端部１１の近傍に、溶液材料が吐出される吐出用穴部１５を設ける。これにより、ノズル１の先端部１１の近傍に設けられる吐出用穴部１５から吐出される溶液材料が、ノズル１の先端部１１の電界によりノズル１の先端部１１側に移動するので、溶液材料をノズル１の先端部１１に連続して供給することができる。その結果、溶液材料を連続して飛行させることができる。 In the present embodiment, as described above, the discharge hole 15 through which the solution material is discharged is provided in the vicinity of the tip 11 of the nozzle 1. As a result, the solution material discharged from the discharge hole portion 15 provided in the vicinity of the tip portion 11 of the nozzle 1 moves to the tip portion 11 side of the nozzle 1 due to the electric field of the tip portion 11 of the nozzle 1. Can be continuously supplied to the tip 11 of the nozzle 1. As a result, the solution material can fly continuously.

また、本実施形態では、上記のように、吐出用穴部１５を、ノズル１の側面１６に設ける。これにより、ノズル１の先端部１１が先端１２に向かって直径Ｄ１が小さくなる形状を有することに起因して、ノズル１の先端部１１に吐出用穴部１５を形成することが困難な場合でも、容易に、吐出用穴部１５をノズル１の側面１６に形成することができる。また、ノズル１の先端部１１（先端１２）に吐出用穴部１５を形成する場合と異なり、ノズル１の先端１２を尖らせることができるので、先端１２に電界をより集中させることができる。これにより、比較的大きな液滴が残存することをより抑制することができるとともに、電界がより集中する分、溶液材料の塗布範囲（スプレー径）を大きくすることができる。 In the present embodiment, the discharge hole 15 is provided on the side surface 16 of the nozzle 1 as described above. Accordingly, even when it is difficult to form the discharge hole 15 in the tip portion 11 of the nozzle 1 due to the fact that the tip portion 11 of the nozzle 1 has a shape in which the diameter D1 decreases toward the tip 12. The discharge hole 15 can be easily formed on the side surface 16 of the nozzle 1. Further, unlike the case of forming the discharge hole 15 at the tip 11 (tip 12) of the nozzle 1, the tip 12 of the nozzle 1 can be sharpened, so that the electric field can be more concentrated on the tip 12. As a result, it is possible to further suppress the relatively large droplets from remaining, and to increase the application range (spray diameter) of the solution material as the electric field concentrates more.

（参考例）
次に、図３を参照して、参考例によるエレクトロスプレー装置１１０の構成について説明する。参考例では、吐出用穴部１５がノズル１の側面１６に設けられていた上記本実施形態と異なり、吐出用穴部３５がノズル３の先端３２に設けられている。 ( Reference example )
Next, the configuration of the electrospray apparatus 110 according to the reference example will be described with reference to FIG. In the reference example , unlike the above- described embodiment in which the discharge hole 15 is provided in the side surface 16 of the nozzle 1, the discharge hole 35 is provided in the tip 32 of the nozzle 3.

参考例では、エレクトロスプレー装置１１０のノズル３の先端部３１は、先端３２に向かってノズル３の直径Ｄ５が小さくなる形状を有する。具体的には、ノズル３は、先端部３１と、先端部３１以外の根元部３３とを含む。ノズル３は、円筒形状のノズル３の先端３２側の部分を、テーパ状に加工することにより形成されている。これにより、根元部３３の直径Ｄ６および流路３４の直径Ｄ７は、Ｚ１方向側からＺ２方向側にわたって一定である一方、先端部３１の直径Ｄ５は、先端３２に向かって小さくなる。たとえば、根元部３３の直径Ｄ６は、０．５１ｍｍであり、流路３４の直径Ｄ７は、０．２５ｍｍである。また、先端部３１は、Ｚ方向に対して約６度の角度θ２で傾斜している。また、先端部３１の先端３２における直径Ｄ５（直径が最も小さくなった位置における直径Ｄ５）は、０．３８ｍｍである。 In the reference example , the tip portion 31 of the nozzle 3 of the electrospray apparatus 110 has a shape in which the diameter D5 of the nozzle 3 decreases toward the tip 32. Specifically, the nozzle 3 includes a tip portion 31 and a root portion 33 other than the tip portion 31. The nozzle 3 is formed by processing a portion on the tip 32 side of the cylindrical nozzle 3 into a tapered shape. Thus, the diameter D6 of the root portion 33 and the diameter D7 of the flow path 34 are constant from the Z1 direction side to the Z2 direction side, while the diameter D5 of the tip portion 31 decreases toward the tip 32. For example, the diameter D6 of the root portion 33 is 0.51 mm, and the diameter D7 of the flow path 34 is 0.25 mm. Further, the tip 31 is inclined at an angle θ2 of about 6 degrees with respect to the Z direction. Moreover, the diameter D5 (the diameter D5 at the position where the diameter is the smallest) at the tip 32 of the tip 31 is 0.38 mm.

そして、参考例では、吐出用穴部３５は、ノズル３の先端３２に設けられている。具体的には、吐出用穴部３５は、流路３４に連通するように、ノズル３のＺ１方向側の端面に設けられている。これにより、先端部３１は、円錐台形状を有する。 In the reference example , the discharge hole 35 is provided at the tip 32 of the nozzle 3. Specifically, the discharge hole 35 is provided on the end surface of the nozzle 3 on the Z1 direction side so as to communicate with the flow path 34. Thereby, the front-end | tip part 31 has a truncated cone shape.

なお、参考例のその他の構成は、上記実施形態と同様である。 The remaining structure of the reference example is the same as the above you facilities embodiment.

次に、参考例の効果について説明する。 Next, the effect of the reference example will be described.

参考例では、上記のように、吐出用穴部３５を、ノズル３の先端３２に設ける。これにより、容易に、溶液材料を電界が集中するノズル３の先端３２に供給することができる。 In the reference example , the discharge hole 35 is provided at the tip 32 of the nozzle 3 as described above. Thus, the solution material can be easily supplied to the tip 32 of the nozzle 3 where the electric field is concentrated.

なお、参考例のその他の効果は、上記本実施形態と同様である。 The other effects of the reference example are the same as those of the present embodiment.

次に、図４〜図６を参照して、ノズルから噴霧された溶液材料のスプレー径の大きさについて行った実験を、比較例によるエレクトロスプレー装置３００と比較しながら説明する。なお、ノズルから噴霧された溶液材料は、噴霧方向から見て、略円形状に基板に噴霧される。そして、スプレー径とは、基板に噴霧された略円形状の溶液材料の直径を意味する。 Next, with reference to FIGS. 4 to 6, an experiment performed on the size of the spray diameter of the solution material sprayed from the nozzle will be described in comparison with the electrospray apparatus 300 according to the comparative example. The solution material sprayed from the nozzle is sprayed on the substrate in a substantially circular shape when viewed from the spraying direction. The spray diameter means the diameter of a substantially circular solution material sprayed on the substrate.

図４に示すように、比較例によるエレクトロスプレー装置３００では、ノズル３０１は、先端３０２が平坦な円筒形状を有する。そして、上記実施形態および参考例と同様に、ノズル３０１の直径Ｄ８は、０．５１ｍｍであり、流路３０３の直径Ｄ９は、０．２５ｍｍである。 As shown in FIG. 4, in the electrospray apparatus 300 according to the comparative example, the nozzle 301 has a cylindrical shape with a flat tip 302. As in the embodiment and the reference example , the diameter D8 of the nozzle 301 is 0.51 mm, and the diameter D9 of the flow path 303 is 0.25 mm.

そして、実験では、ノズル（本実施形態のノズル１、参考例のノズル３、比較例のノズル３０１）の基板２００に対する高さｈ（図１参照）を変化させた場合における、スプレー径Ｄ１０（図１参照）の大きさの変化を測定した。なお、ノズルに印加する電圧は、６．５ｋＶ〜１２ｋＶの範囲で調整した。図５に示すように、高さｈがいずれの場合（３０ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、６０ｍｍ、７０ｍｍ）においても、本実施形態のノズル１、参考例のノズル３、比較例のノズル３０１の順にスプレー径Ｄ１０が大きくなることが判明した。 In the experiment, the spray diameter D10 (see FIG. 1) when the height h (see FIG. 1) of the nozzle (the nozzle 1 of the present embodiment, the nozzle 3 of the reference example , the nozzle 301 of the comparative example) with respect to the substrate 200 is changed. 1) was measured. The voltage applied to the nozzle was adjusted in the range of 6.5 kV to 12 kV. As shown in FIG. 5, in any case of the height h (30 mm, 40 mm, 50 mm, 60 mm, 70 mm), the nozzle diameter of this embodiment, the nozzle 3 of the reference example , and the nozzle 301 of the comparative example are arranged in this order. It was found that D10 was increased.

スプレー径Ｄ１０が、本実施形態のノズル１、参考例のノズル３、比較例のノズル３０１の順に大きくなる理由は、以下のように考えられる。本実施形態のノズル１の先端部１１は、先端１２に向かってノズル１の直径Ｄ１が小さくなる形状を有するので、比較例のノズル３０１の先端３０２に比べて電界が集中すると考えられる。これにより、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、本実施形態における電気力線の広がりが、比較例における電気力線の広がりよりも大きくなると考えられる。その結果、本実施形態のスプレー径Ｄ１０が、比較例のスプレー径Ｄ１０よりも大きくなったと考えられる。また、参考例のノズル３の先端部３１も、先端３２に向かってノズル３の直径Ｄ５が小さくなる形状を有するので、参考例のスプレー径Ｄ１０が、比較例のスプレー径Ｄ１０よりも大きくなったと考えられる。 The reason why the spray diameter D10 increases in the order of the nozzle 1 of the present embodiment, the nozzle 3 of the reference example , and the nozzle 301 of the comparative example is considered as follows. Since the tip portion 11 of the nozzle 1 of the present embodiment has a shape in which the diameter D1 of the nozzle 1 decreases toward the tip 12, the electric field is considered to be concentrated compared to the tip 302 of the nozzle 301 of the comparative example. Thereby, as shown in FIG. 6A and FIG. 6B, it is considered that the spread of the electric force lines in the present embodiment is larger than the spread of the electric force lines in the comparative example. As a result, it is considered that the spray diameter D10 of the present embodiment is larger than the spray diameter D10 of the comparative example. In addition, since the tip portion 31 of the nozzle 3 of the reference example also has a shape in which the diameter D5 of the nozzle 3 decreases toward the tip 32, the spray diameter D10 of the reference example is larger than the spray diameter D10 of the comparative example. Conceivable.

また、本実施形態のノズル１は、参考例のノズル３に比べて、ノズル１の先端部１１が尖った形状を有する。すなわち。本実施形態のノズル１は、円錐形状を有し、参考例のノズル３は、円錐台形状を有する。これにより、本実施形態のノズル１の先端部１１は、参考例のノズル３の先端部３１に比べて電界がより集中すると考えられる。その結果、本実施形態のスプレー径Ｄ１０が、参考例のスプレー径Ｄ１０よりも大きくなったと考えられる。 Further, the nozzle 1 of the present embodiment has a pointed tip 11 of the nozzle 1 compared to the nozzle 3 of the reference example . That is. The nozzle 1 of the present embodiment has a conical shape, and the nozzle 3 of the reference example has a truncated cone shape. Thereby, it is thought that the electric field concentrates more in the front-end | tip part 11 of the nozzle 1 of this embodiment compared with the front-end | tip part 31 of the nozzle 3 of a reference example . As a result, it is considered that the spray diameter D10 of the present embodiment is larger than the spray diameter D10 of the reference example .

なお、今回開示された実施形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。 The embodiments and examples disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments and examples but by the scope of claims for patent, and includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

たとえば、上記実施形態では、吐出用穴部がノズルの側面にのみ設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図７に示す本実施形態の第１変形例によるエレクトロスプレー装置１２０のように、ノズル４の側面４６の吐出用穴部４５に加えて、ノズル４の先端部４１に流路４３に連通する吐出用穴部４４を設けてもよい。これにより、吐出用穴部４４からも溶液材料が吐出されるので、流路４３の吐出用穴部４５よりも先端４２側（Ｚ１方向側）の部分４７に、溶液材料が滞留するのを抑制することが可能になる。 For example, in the above you facilities embodiment, the discharge hole is an example provided only on the side surfaces of the nozzle, the present invention is not limited thereto. For example, as in the electrospray device 120 according to the first modification of the present embodiment shown in FIG. 7, in addition to the discharge hole 45 on the side surface 46 of the nozzle 4, the tip 43 of the nozzle 4 communicates with the flow path 43. A discharge hole 44 may be provided. Thereby, since the solution material is also discharged from the discharge hole portion 44, the solution material is prevented from staying in the portion 47 on the tip 42 side (Z1 direction side) of the flow path 43 from the discharge hole portion 45. It becomes possible to do.

また、上記実施形態では、先端部が円錐形状を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図８に示す本実施形態の第２変形例によるエレクトロスプレー装置１３０のように、ノズル５の先端部５１を、円錐形状（図８の点線参照）よりも直径Ｄ１１が緩やかに小さくなる形状（Ｚ方向に直交する方向に膨らんだ形状）にしてもよい。また、図９に示す本実施形態の第３変形例によるエレクトロスプレー装置１４０のように、ノズル６の先端部６１を、円錐形状（図９の点線参照）よりも直径Ｄ１２が急激に小さくなる形状（Ｚ方向に直交する方向に窪んだ形状）にしてもよい。 Further, in the above you facilities embodiment, the distal end portion is an example having a conical shape, the present invention is not limited thereto. For example, like the electrospray apparatus 130 according to the second modification of the present embodiment shown in FIG. 8, the tip 51 of the nozzle 5 has a shape in which the diameter D11 is gradually smaller than the conical shape (see the dotted line in FIG. 8). (The shape swelled in the direction orthogonal to the Z direction) may be used. Further, like the electrospray device 140 according to the third modification of the present embodiment shown in FIG. 9, the tip portion 61 of the nozzle 6 has a shape in which the diameter D12 is drastically smaller than the conical shape (see the dotted line in FIG. 9). (A shape recessed in a direction perpendicular to the Z direction) may be used.

また、上記実施形態では、吐出用穴部がノズルの側面に２つ設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、吐出用穴部をノズルの側面に１つまたは３つ以上設けてもよい。 Further, in the above you facilities embodiment, the discharge hole is an example provided two on the sides of the nozzle, the present invention is not limited thereto. For example, one or three or more discharge holes may be provided on the side surface of the nozzle.

また、上記実施形態および参考例では、溶液材料が流通する流路の直径と、吐出用穴部の直径とが略等しい例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、溶液材料が流通する流路の直径と、吐出用穴部の直径とを異ならせてもよい。 In the embodiment and the reference example , the example in which the diameter of the flow path through which the solution material flows and the diameter of the discharge hole portion are substantially equal is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the diameter of the flow path through which the solution material flows may be different from the diameter of the discharge hole.

また、上記実施形態では、吐出用穴部をノズルの根元部の側面に設けて、参考例では、吐出用穴部をノズルの先端に設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１０に示す本実施形態の第４変形例によるエレクトロスプレー装置１５０のように、吐出用穴部７３を、ノズル７の先端部７１（先端部７１の直径Ｄ１３が先端７２に向かって小さくなる部分）に設けてもよい。 Further, in the above you facilities embodiment, the ejection hole is provided on the side surface of the root portion of the nozzle, in Reference Example, an example of providing a discharge hole to the tip of the nozzle, the present invention is limited thereto I can't. For example, like the electrospray apparatus 150 according to the fourth modified example of the present embodiment shown in FIG. 10, the discharge hole 73 is made smaller at the tip 71 of the nozzle 7 (the diameter D13 of the tip 71 is smaller toward the tip 72). It may be provided in the part).

また、上記実施形態および参考例では、溶液材料が下方から上方に向かって噴霧される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、溶液材料を上方から下方に向かって噴霧してもよいし、側方に向かって噴霧するようにしてもよい。 Moreover, in the said embodiment and reference example , although the solution material was sprayed from the downward toward the upper direction, this invention is not limited to this. For example, the solution material may be sprayed from the top to the bottom, or may be sprayed toward the side.

１、３、４、５、６、７ノズル
１１、３１、４１、５１、６１、７１先端部
１２、３２、４２、７２先端
１５、３５、４５、７３吐出用穴部
１６、４６側面
１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０エレクトロスプレー装置
２００基板
Ｄ１、Ｄ５、Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３（ノズルの）直径 1, 3, 4, 5, 6, 7 Nozzle 11, 31, 41, 51, 61, 71 Tip 12, 32, 42, 72 Tip 15, 35, 45, 73 Discharge hole 16, 46 Side 100, 110, 120, 130, 140, 150 Electrospray device 200 Substrate D1, D5, D11, D12, D13 (Nozzle) diameter

Claims

An electrospray apparatus that deposits a solution material sprayed from a nozzle as a thin film on a substrate by applying a voltage to a metal nozzle,
Comprising the nozzle for spraying the solution material;
Tip of the nozzle, have a shape that the diameter of the nozzle becomes smaller toward the tip,
In the vicinity of the tip of the nozzle, a discharge hole for discharging the solution material is provided,
The discharge hole is an electrospray device provided on a side surface of the nozzle .